工程图学线上线下混合式课程建设

张红霞 冯衍霞 苏国胜 付秀琢

摘  要 以工程图学为例，从线上学习资源建设、混合式教学内容及学时分配、混合式教学方案设计、课程知识体系的重构以及线上线下过程性评估等方面展开讨论，对线上线下混合式课程建设进行有益探索。

关键词 工程图学;混合式课程;慕课;线上学习资源;SPOC;

工程思維

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）03-0108-03

0 前言

随着时代的发展，通过网络利用计算机、移动设备等开展学习成为学生获取知识的重要途径。随着学生知识获取的渠道发生改变，高等教学改革也呈现出新的特征，面临新的挑战。2019年，教育部提出“双万计划”，其中“线上线下混合式课程”为实施国家级一流本科课程推荐类型之一。

2020年初，突如其来的疫情使线上教学成为主旋律，目前大部分学校已正常复课，学生回归传统课堂，教师也将以新的理念、新的视角看待以往的教学方式。线下复课之后，课堂教学依然是教与学的主阵地，线上教学对高校教学产生持续影响。从课堂教学单方向的知识传授，到线上线下多维度的交流互动，推进真实与虚拟课堂融合，开展以课堂教学为主，以在线预学为辅，课堂即时交互、实时反馈，线上延学的混合式教学模式，使学生实现处处能学、时时可学的自由切换式学习模式，是高等教育发展的必然趋势。

混合式教学是将全时域、全空域的学生在线智能学习模式和线下课堂高阶知识内化结合起来的一种教学模式。混合式教学改革可以从以下三方面努力：

1）线上有资源，资源的建设规格要能够实现对知识的讲解;

2）线下有课堂，课堂要能够检验、巩固、转化线上知识的学习;

3）过程有评估，线上和线下、过程和结果都需要开展评估。

本文从线上学习资源建设、混合式教学内容及学时分配、混合式教学方案设计、线下知识体系的重构以及线上线下过程性评估等方面，对工程制图混合式教学模式展开讨论。

1 工程图学的特点

工程图是工程界交流的语言，工程图学是一门面向工程类专业学生开设的专业基础课程。以工程图学的精髓为主线，以工程应用为切入点，讲述投影、立体、表达、标准、零件、装配体、二维及三维绘图软件。工程图学是一门具有较强的工程性和实践性的课程，让学生具备解决工程问题所需的基本图学知识，并通过上机实际操作掌握现代二维绘图及三维设计技术。工程图学重点是培养学生的工程应用能力，使学生具备工程师的基本素养，学生普遍觉得本课程比较难学。

2 线上学习资源的建设

目前中国慕课已经初步建立了具有中国特色、世界水平的在线开放课程体系，工程制图课有26所高校开设66门SPOC。依托中国大学慕课及SPOC在线资源进行预习，为学生推荐浙江工业大学李俊源等老师录制的机械制图课程视频，上机实操课为学生推荐我要自学网谭应老师的视频教程，进行AutoCAD和SolidWorks的预习。

除了利用现有的在线资源，也结合学生特点和课程内容，在超星学习通平台创建班级和腾讯QQ群，为学生精心制作大量丰富生动、形象直观的三维模型、交互仿真模型等教学素材，如图1所示。另外，还将每章节需掌握的知识点、重点难点、典型例题、综合应用指导等制作成微视频发布到在线课程上，使学生能够根据自己的时间安排灵活地学习。尤其是上机实操部分的微视频，学生可以反复观看，且在学习过程中可随时通过电话、QQ截图、文字及时和教师沟通，获得教师的在线指导。

3 混合式教学内容及学时分配

基于教学改革，许多高等院校工程图学授课学时被大幅度削减。以齐鲁工业大学为例，机类及近机类专业的工程图学总课时不变，理论学时原来的112学时减为80学时，增加了32学时的上机操作;非机类专业理论学时由原来的56学时减为40学时，增加了16学时的上机操作。减少学时后尽管对课程内容也进行了一些整合和取舍，但考虑到后续课程和学生考研等需求，需要讲授的内容依旧不少。

根据布鲁姆的知识分类理论，一些简单的低阶的知识可以通过观看视频在线学习，而教师的课堂教学主要解决高级认知部分内容。以齐鲁工业大学机械类专业多学时工程图学为例，结合学校实际，线上线下混合式教学学时分配如表1所示。将该课程理论课的80学时拆分为60学时的集中讲授、10学时的自学内容和10学时的课堂拓展讨论。其中自学内容大多为记忆性、逻辑分析推导不强、与生活实际相关的内容，学生通过线上自学和课上讨论可以达到教学目的;课堂拓展部分以工程实际切入为主展开讨论。32学时的上机课拆分为24学时的集中讲授、8学时的在线学习。

4 混合式教学方案设计

线上线下混合式教学不仅仅是形式上的变化，更是教学环节的重新设计，包括知识点的重组、教学时间的重组、多种工具的综合应用和配合等环节。如图2所示，整个教学过程分为三个阶段。课前预习：由教师给学生提供学习的在线资源、课件以及录制的微视频，学生通过教学平台在线完成预习，有问题随时与教师线上交流，“带着脑子”上课。课中内化：每节课90分钟，课堂教学进行70分钟左右的高阶内容讲授，留20分钟的时间进行课堂交流、小组讨论和测试。课后巩固：学生利用在线课程进一步巩固复习，师生平行互动，线上线下充分交流。在整个教学过程中，教师通过重新梳理教学内容、设计更丰富的互动环节、设置合理的课程检查点及提升课堂的研讨深度等方法实现课前预习、课中内化和课后巩固的有效衔接，达到较好的教学效果。

线上线下混合式教学模式中需要将课程专业知识与上机操作、工程应用、思政教育进行有机融合，以提升本课程教学的高阶性。

理论知识与实际操作有机融合  传统的机械制图教学是先从点线面开始讲，然后过渡到三维型体，学完理论知识再进行二维及三维绘图软件实际操作的学习。笔者通过多年的教学实践发现，随着学习难度的增加，空间思维能力稍差的学生会失去学习兴趣，甚至完全跟不上就彻底放弃。而学生对上机操作的环节非常感兴趣，学习热情较高，掌握程度也较好。三维设计更符合人的设计习惯[1]。很多学生说，学会三维造型以后，发现理论知识容易理解了。因此，提出在整个教学过程中将机械制图理论部分与CAD实际操作有效穿插整合，使各章节的理论知识与绘图操作内容紧密衔接起来[2]，具体方法如图3所示。

通过绘图软件的初始设置及图形属性，切入制图国家标准等相关基本知识;从三维建模切入，建立简单的基本体模型，让学生具备初步的空间概念，逆向分析投影基本理论中点、线、面的投影规律;通过演示三维造型技术中的布尔运算，直观生动展示出基本体的表面交线，解决立体表面的截交线和相贯线等知识难点;结合三维造型中拉伸旋转扫描等建模与三维编辑命令，讲解叠加和切割式组合体的绘图和读图;结合软件的三维立体剖切功能讲解图样的表达方法，使学生掌握各种剖视图画法;学习标准件部分内容时融入三维造型软件中的标准件库进行讲解;借助三维建模软件直接生成二维工程图，加深学生理解从空间立體到平面图形的转换，以及零件工程图的视图选择、尺寸标注和技术要求;结合三维软件里的装配图模块来讲解装配图相关知识。这样一来，在整个学习过程中将基础理论知识与三维建模软件和二维绘图软件学习同步进行，既降低了理论课空间分析的难度，也使学生的学习热情倍增，获得较好的学习效果。

课堂与工程问题有机融合  工程制图这门课对于培养学生的工程思维、工程实践能力具有重要作用，是学生认识工程、走进工程的桥梁。教师在课堂教学中通过简介工程设计流程、推荐国内外机械类网址、精选典型工程实例并结合科研项目实例，由浅入深、由简到繁，使重要知识点始终贯通于工程实例中，通过布置工程实践作业回到工程中去，增强学生的设计能力，提升学生工程设计方面的综合素养。

课堂与思政有机融合  高校思政工作的核心是提高人才培养能力。以专业知识为载体，提炼与课程内容相关的思政元素并融入课堂教学，是高校育人的重要途径。例如：在工程图学绪论部分，让学生明白图样是工程技术人员交流的通用语言，是制造业不可或缺的技术文件，对人们的日常生活和国家建设都有重要影响，并以我国的国产大飞机、航空母舰、工业机器人、复兴号高铁、盾构机等案例为切入点，激发学生的爱国情怀和民族自豪感;在讲国家标准时，推荐学生看纪录片《大国工匠》，介绍工匠精神的内涵与实质，使学生对工匠精神产生共鸣和认同[3]，从而在平时的学习和作业及以后的工作中将工匠精神内化于心、外化于行，培养学生的敬业、专注、极致、创新精神。

5 混合式教学课程成绩评定方式

我国高校课程多采用期末考试卷面成绩加一定比例的平时成绩的方式进行考核。线上线下混合式教学要建立多元化、过程化、能力化的考核体系，考评内容多元化，除了期末考试和平时作业，应增加线上学习、课程讨论、学习感想体会、建议和评价等内容，组织学生以小组为单位，对工程问题进行课程PPT展示汇报。期末试卷中增加工程实际问题，提升课程学习的挑战度。

6 感想和体会

本文结合工程图学课程，构建一种将学生线上学习和线下课堂高阶知识内化结合，并基于过程与结果进行综合评价的混合式教学模式，线上以理论知识为主，线下以提升学生综合能力为重点，线上和课堂各取所长，根据学习目标高效地展开。在混合式教学实践中，师生充分感受到这种新教学模式带来的魅力，它将传统课堂和在线学习的优势有机融合，满足了学生个性化的学习需求，促进学生转变学习习惯和思维习惯，逐渐淡化对课堂面授的过度依赖，从而营造了自主学习、崇尚创新、能力培养及个性发展的教学与学习氛围。正如清华大学校长邱勇所说：“所谓课堂者，非谓有教室之谓也，有师生之谓也。有师生在，课堂就在。学生在哪里，课堂就延伸到哪里。”同时，这种混合式教学模式也督促教师孜孜不倦地提高自己，随时补充知识，主动求变、积极应变、超前识变，努力打造品牌课程。■

参考文献

[1]张莹，周胜飞，娄玉印.浅谈《机械制图》与计算机二维、三维绘图“三位一体化”教学改革[J].轻工科技，2015（4）：

177-178.

[2]李杞超，冯金龙，姜微.机械制图与CAD绘图融合一体化教学探索[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2020（1）：

8-11.

[3]赵仕宇，郭丽霞，陈小梅.“机械制图与CAD”课程思政育人教学效果评价标准探究[J].机电技术，2019（2）：103-105，120.